JP2001123220A - 金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方法 - Google Patents
金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方法Info
- Publication number
- JP2001123220A JP2001123220A JP26488599A JP26488599A JP2001123220A JP 2001123220 A JP2001123220 A JP 2001123220A JP 26488599 A JP26488599 A JP 26488599A JP 26488599 A JP26488599 A JP 26488599A JP 2001123220 A JP2001123220 A JP 2001123220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- methanol
- gas
- heat treatment
- metal
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
囲気ガスとするとき、その組成中に比較的多量のメタン
と炭酸ガスが含まれ、その中に固体炭素であるスス
(煤)が傍生して、金属の熱処理用雰囲気ガスとしての
良好性が損なわれる。 【解決手段】 管等の細長な流路中にメタノールを流し
て、850℃以上の高温にできるだけ速やかに加熱する
と共に、この流路の断面積をメタノールの流れの方向に
向かって次第にかつ緩やかに大きくして、メタノールの
熱分解に伴う体積の膨張を補償して、炭素の傍生なしに
メタノールのできるだけ完全な熱分解を図る。
Description
囲気ガスの製造方法に関するものである。
素、水素、アルゴン、炭酸ガス等の単体またはそれらの
混合物や化合物が使用されている。これらは単体で供給
されるほか、空気や炭化水素ガスを原料として製造され
る。
と水素の混合ガスを得る方法は、古くから知られ、広く
利用されてきた。しかし、従来の方法では、メタノール
の熱分解時に傍生する炭素と炭酸ガスと水とを低減し、
未分解のメタンを最低に止めることが困難であった。ち
なみに、金属の熱処理用の雰囲気として支障なく利用で
きるメタノールの熱分解の組成は、メタンと炭酸ガスが
それぞれ1容量%以下であり、その中に炭素の傍生が見
られないことが望ましい。
ノールの熱分解を確実にして、金属の熱処理用雰囲気ガ
スを経済的に製造する方法を提供することを課題とする
ものである。
度領域で複雑な分解を呈するものであるが、その代表的
な分解反応式は熱分解図表によって知られるところであ
る。これによれば、850℃以上の高温であればほぼ完
全なメタノールの熱分解(CH3 OH→CO+2H2 )
が生じるが、それよりも低い温度領域ではメタノールは
未熟な分解に止まる。このような未熟な熱分解では、水
と固体炭素と炭酸ガスが多量に発生する反面、一酸化炭
素と水素の発生は少なく、金属の熱処理用の雰囲気ガス
としては適さないものとなる。
温度での熱分解では、メタノールは下記の通りに分解反
応する(上段の反応式から下段の反応式へと、分解温度
が低い)。 CH3 OH → 1/2C+1/2CO2 +2H2 CH3 OH → 1/2CH4 +1/2CO2 +H2 CH3 OH → C+H2 +H2 O CH3 OH → 1/2CH4 +1/2C+H2 O
までに可及的速やかに昇温して、熱分解させることが必
要であり、メタノールの未熟な分解を招来する低い温度
領域にメタノールがその昇温の過程で置かれる時間を極
力短くすることが望ましい。
管等を流路として、この中にメタノールを流して、最低
でも850℃まで昇温した。これが、本発明による金属
の熱処理用雰囲気ガスの製造方法の第1の特徴である。
進行に伴ってその体積に大きな膨張が生じることに着目
した。メタノールが熱分解して、組成中のメタンと炭酸
ガスがそれぞれ1容量%以下であり、かつその組成中に
炭素の傍生が見られないような良好なメタノール分解ガ
スとなる時、メタノールの体積は少なくとも8倍になる
ことが、実験を繰り返して判明した。
ノールガスを、その全長にわたって断面積の変わらない
細長な管等の流路中で流そうとすると、ガスにかかる圧
力が上昇して、その分解が抑制されてしまう。このた
め、本発明の方法では、流路の断面積をメタノールの流
れる方向に沿って流路の一端から他端に向かって次第に
大きくし、この他端の断面積をその一端の断面積の少な
くとも8倍とした。これが、本発明による金属の熱処理
用雰囲気ガスの製造方法の第2の特徴である。
分解ガスは、以下の実施例1と2に記載される通り、良
好な金属の熱処理用雰囲気ガスとして使用できる。特
に、以下の実施例3、4及び5に記載される通り、金属
の浸炭用雰囲気ガスとしてそのまま、即ちエンリッチ用
ガスを添加すること無しに使用することができる。この
ことは、メタノールの熱分解ガスはカーボンポテンシャ
ルが低く、キャリヤーガスとしてのみ使用できるという
今までの一般的な認識と異なることになる。これは、本
発明の方法によれば、メタノールをほぼ完全に熱分解で
きて、高いカーボンポテンシャルを有するメタノール分
解ガスを得ることができるためである。時としては、カ
ーボンポテンシャルが高過ぎるので、空気でダイリュー
トする必要があるほどである。
用雰囲気ガスの製造方法を、その好適な実施例によって
更に説明する。 実施例1 全長が4.5 メートルの細長いステンレス鋼の管を、メタ
ノールを熱分解するための流路とした。管は螺旋状をな
し、螺旋の中心を通る加熱筒によって930℃に加熱さ
れた。
液体メタノールを滴下し、他端よりメタノール分解ガス
を得たが、この一端の断面積を1平方センチメートルと
し、他端に向かってなだらかに管の断面積を大きくし、
他端における断面積を8平方センチメートルとした。
り流路中に、毎時6立方デシメートルの液体メタノール
を滴下した。ステンレス鋼管の他端から流出するメタノ
ール分解ガスの温度は約850℃であった。その組成
は、メタン(CH4 )1.0 容量%、炭酸ガス(CO
2 )0.8 容量%を含み、残部が水素(H2 )と一酸化
炭素(CO)とからなる良好な金属の熱処理用雰囲気ガ
スであった。
断面積を1平方センチメートル、その他端の断面積を1
0平方センチメートルとした。
方デシメートルの液体メタノールを滴下した。ステンレ
ス鋼管の他端から得られたメタノール分解ガスの温度は
900℃であった。その組成は、メタン(CH4 )0.75
容量%、炭酸ガス(CO2)0.37容量%を含み、残部が
水素(H2 )と一酸化炭素(CO)とからなり、良好
な金属の熱処理雰囲気ガスとして使用できた。
の実験を行った。実施例1の螺旋状のステンレス鋼管に
なる流路の一端の断面積を1平方センチメートルとし、
流路の他端の断面積を5平方センチメートルとした。
方デシメートルの液体メタノールを滴下した。ステンレ
ス鋼管の他端から流出するメタノール分解ガスの温度は
630℃であった。その結果、その組成中にはメタン3
容量%、炭酸ガス2.5 容量%を含み、固体炭素であるス
スの傍生も認められ、このままの組成では金属の熱処理
雰囲気ガスとして良好であるとはいえなかった。
930℃でメタノールを分解させたところ、メタン(C
H4 )0.72容量%、炭酸ガス(CO2 )0.27容量%を
含み、残部が水素(H2 )と一酸化炭素(CO)とか
らなる分解ガスが得られた。
IS)で30cmφ×2cmtの円盤状のサンプルを830
℃でカーボンポテンシャル 1.1の高濃度浸炭処理を行う
こととした。
されたとき再平衡し、炉内カーボンポテンシャルが1.2
になる。このために、空気を1.8 %入れてダイリュート
したところ、目的のカーボンポテンシャル1.1 になり、
目的とする浸炭ができた。
て、950℃でメタノールを分解させたところ、カーボ
ンポテンシャル 1.35 の分解ガスが得られた。この分解
ガスを使用し、材質S15C(JIS)で上記した寸法
の円盤状のサンプルを900℃でカーボンポテンシャル
0.8の浸炭処理を行うこととした。
されたとき再平衡し、炉内カーボンポテンシャルが1.2
になる。このために、空気を2.3 %入れてダイリュート
したところ、目的のカーボンポテンシャル0.8 での浸炭
処理ができた。
せたところ、カーボンポテンシャル 1.35 の分解ガスが
得られた。この分解ガスを使用し、材質S25C(JI
S)で上記した寸法の円盤状のサンプルを1100℃で
15分間の高温浸炭処理を行なった。このとき、上記分
解ガスは、1100℃の浸炭炉に導入されたとき再平衡
し、炉内カーボンポテンシャルが1.1 になった。その結
果、0.78mmの浸炭層が得られた。
分解するための流路をなすステンレス鋼管を加熱筒で加
熱したが、この鋼管の全部又は一部を加熱処理炉内に置
いて加熱し、そこで生成されたメタノール熱分解ガス
を、そのままで又は空気でダイリュートして、鋼管の他
端より加熱処理炉内に高温で放出してもよい。これによ
り、加熱処理炉内の熱を有効に利用でき、しかもメタノ
ール熱分解ガスは熱せられたままで炉内雰囲気となるの
で、省エネルギーとなる。
ば、メタノールを容易かつ確実にしかも経済的に熱分解
して、良好なる金属の熱処理雰囲気ガスとすることがで
きる卓越した効果が得られる。
Claims (7)
- 【請求項1】 細長な流路の一端にメタノールを送り、
これを該流路中で加熱して熱分解した後に、該流路の他
端よりメタノール分解ガスとして取り出すことよりな
り、この流路の断面積をその一端から他端に向かって大
きくすることを特徴とする金属の熱処理用雰囲気ガスの
製造方法。 - 【請求項2】 メタノールを該流路中で850℃以上に
加熱する請求項1記載の金属の熱処理用雰囲気ガスの製
造方法。 - 【請求項3】 流路の他端の断面積がその一端の断面積
の少なくとも8倍である請求項1又は2記載の金属の熱
処理用雰囲気ガスの製造方法。 - 【請求項4】 流路の他端より取り出されたメタノール
分解ガスを金属の浸炭用雰囲気ガスとする請求項1、2
又は3記載の金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方法。 - 【請求項5】 流路の他端より取り出されたメタノール
分解ガスをダイリュートして金属の浸炭用雰囲気ガスと
する請求項4記載の金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方
法。 - 【請求項6】 流路の他端より取り出されたメタノール
分解ガスを空気でダイリュートして金属の浸炭用雰囲気
ガスとする請求項5記載の金属の熱処理用雰囲気ガスの
製造方法。 - 【請求項7】 流路を熱処理炉内に置き、流路中に送ら
れ炉内の熱で加熱されたメタノールの分解ガスを流路の
他端より炉内に送り出すことを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26488599A JP4340822B2 (ja) | 1999-08-16 | 1999-09-20 | 金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22971999 | 1999-08-16 | ||
JP11-229719 | 1999-08-16 | ||
JP26488599A JP4340822B2 (ja) | 1999-08-16 | 1999-09-20 | 金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001123220A true JP2001123220A (ja) | 2001-05-08 |
JP4340822B2 JP4340822B2 (ja) | 2009-10-07 |
Family
ID=26528950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26488599A Expired - Lifetime JP4340822B2 (ja) | 1999-08-16 | 1999-09-20 | 金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4340822B2 (ja) |
-
1999
- 1999-09-20 JP JP26488599A patent/JP4340822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4340822B2 (ja) | 2009-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070134433A1 (en) | Methods for producing silicon nitride films and silicon oxynitride films by thermal chemical vapor deposition | |
EP0482992B1 (fr) | Procédé d'élaboration d'une atmosphère de traitement thermique | |
Nakamura et al. | Formation of a hybrid surface of carbide and graphite layers on Ni (100) but no hybrid surface on Ni (111) | |
KR930010202A (ko) | 비-저온성으로(Non-Cryogenically) 생산된 질소와 탄화수소 가스의 혼합물을 사용하여 노내부에 열처리용 대기를 현장 생성하는 방법 | |
JPS5827202B2 (ja) | カンゲンガスノセイホウ | |
CZ20011675A3 (cs) | Způsob výroby karbidů wolframu nauhličováním v plynné fázi | |
JP2011178648A (ja) | 金属窒化物の製造方法 | |
JP2001123220A (ja) | 金属の熱処理用雰囲気ガスの製造方法 | |
JP2012106921A (ja) | カーボンナノチューブの製造方法 | |
PT1343735E (pt) | Processo para a preparacao de carboneto de volframio | |
JP4823670B2 (ja) | 浸炭用雰囲気ガス発生方法 | |
US5851314A (en) | Method for plasma carburization of metal workpieces | |
JPH04268062A (ja) | 鋼の雰囲気浸炭法 | |
JP2003183076A (ja) | 熱分解炭素または黒鉛被覆炭素材料の製造方法 | |
JP2004099407A (ja) | 合成ガスの製造方法 | |
JPS60137898A (ja) | ダイヤモンド薄膜の製造方法 | |
JP4618780B2 (ja) | 薄膜製造方法 | |
JPS63103806A (ja) | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 | |
JPH06342705A (ja) | プラズマ反応を利用した希土類磁性材料の製造 | |
JPS58174572A (ja) | ガス軟窒化法 | |
US991972A (en) | Manufacture of cemented armor-plates and other articles of steel or alloys of steel. | |
WO2004092441A3 (en) | Methods for producing silicon nitride films by vapor-phase growth | |
JPS63185894A (ja) | ダイヤモンド薄膜又はダイヤモンド状薄膜の製造方法 | |
JPH02139929A (ja) | 絶縁薄膜の製造方法 | |
KR20200063921A (ko) | 코크스 오븐 내 적열 코크스와 co2의 직접 반응을 통한 합성가스의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060915 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090501 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090616 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090623 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120717 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4340822 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130717 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |